Диаметр наблюдаемой Вселенной оценивается примерно в 93 миллиарда световых лет в поперечнике. Возраст самой Вселенной оценивается примерно в 13,7 миллиардов лет, но из-за её постоянного расширения свет самых древних объектов должен пройти гораздо большее расстояние, чтобы достичь наших телескопов.
Наблюдаемая Вселенная
Однако, их можно перевести в километры, чтобы представить себе необъятность Вселенной. В современной науке принято считать, что наша Вселенная появилась 13,79 млрд лет назад после Большого взрыва. Логично было бы предположить, что Вселенной 13,79 млрд лет, значит, ее радиус составляет 13,79 млрд световых лет, а диаметр составляет 27,58 млрд световых лет. Если перевести на земные единицы измерения, то один световой год равен 9 461 000 000 000 километров.
Эти доводы и расчеты были бы верными, если бы Вселенная расширялась равномерно. Однако, еще в 1998 году при наблюдении за изменениями яркости световых звезд стало понятно, что наша Вселенная расширяется с постоянным ускорением.
В теории расширяющейся Вселенной радиус наблюдаемой части Вселенной ограничен горизонтом частицы , который связан с максимально возможным временем распространения света от далёких источников к наблюдателю. Это время не может превышать время, прошедшее с начала расширения Вселенной, т. Таким образом, по порядку величины радиус горизонта частицы составляет около 1026 м. С течением времени, по мере расширения Вселенной, этот радиус возрастает. Крупномасштабное распределение галактик во Вселенной по данным обзора неба SDSS для двух секторов неба в пределах расстояния около 2 млрд световых лет. Наша Галактика находится в центре. Наиболее плотные области выделены красным. Распределение галактик имеет сетчатую структуру, включающую крупномасштабные уплотнения сверхскопления и вытянутые нити филаменты , разделённые гигантскими пустотами войдами.
Мы видим эту галактику в ее историческом прошлом, такой, какая она была на заре Вселенной. В тот исторический момент NGC z13 находилась в 13,48 миллиардах световых лет от нас. Но чтобы понять, где она находится сейчас, учитывая расширение Вселенной, мы должны внести корректировки. Эти вычисления приводят к удивительному числу: современное расстояние до NGC z13 составляет 33,3 миллиарда световых лет. Это отличается от "расстояния пробега света", которое базируется на времени, необходимом свету, чтобы достичь нас. Понимая эти два различных способа измерения, мы можем глубже проникнуть в понимание не только размеров Вселенной, но и ее динамичной природы. В изучении космических пространств астрофизики часто опираются на феномен красного смещения. Этот метод позволяет им с высокой степенью уверенности определить расстояния до наиболее удаленных объектов Вселенной.
Ключевым показателем здесь выступает индекс красного смещения, который, будучи единственной переменной, рассеивает всякую неопределенность относительно расстояния до далеких астрономических тел. Однако важно понимать, что расчет реального расстояния на основе красного смещения может варьироваться в зависимости от принятых значений темпа расширения Вселенной, поскольку научное сообщество до сих пор не пришло к единому мнению относительно скорости этого расширения — этот факт и стал основой для так называемого кризиса в космологии. Так, если взять за пример галактику GS z13, мы можем оценить диаметр наблюдаемой Вселенной в прошлом как 27,6 миллиарда световых лет. Однако, учитывая непрерывное расширение пространства, сопутствующий диаметр Вселенной растягивается до внушительных 93 миллиардов световых лет. Следует заметить, что эти расчеты касаются лишь наблюдаемой части Вселенной, в пределах которой свету хватило времени, чтобы достичь Земли за 13,8 миллиардов лет существования космоса.
Астрономия 04.
Необходимо выполнить несколько ключевых расчетов и сравнить их друг с другом. Из-за разных подходов к этим расчетам результат тоже может различаться, что вызывает сомнение в его точности. Дата Большого взрыва, породившего Вселенную, ранее рассчитывалась математическим методом при помощи компьютерного моделирования с использованием оценки расстояния до самых старых звезд, поведения галактик и скорости расширения Вселенной. Поскольку Вселенная расширяется с большой скоростью, то чем дальше объект находится, тем быстрее он удаляется от нас. Расстояние до объекта со скоростью его удаления связывает постоянная Хаббла — именно этот коэффициент и использовали в качестве ключевого фактора в новом исследовании для определения точного возраста Вселенной. Постоянная Хаббла названа так в честь Эдвина Хаббла , тезки космического телескопа Хаббла, который впервые рассчитал скорость расширения Вселенной в 1929 году.
37 поразительных фотографий, показывающих наше место во Вселенной
| Ученые подсчитали весь свет Вселенной - Ин-Спейс | Часть гигантского межзвездного газопылевого облака размером в несколько световых лет начала сжиматься. |
| Астрономы обнаружили галактику в 13,5 миллиардов световых лет от Земли | До недавних пор считалось, что предельные размеры осцилляций — около полумиллиарда световых лет. |
| Каков размер наблюдаемой Вселенной в световых годах? | Однако, в связи с расширением Вселенной также очевидно, что до Земли должны долететь и фотоны, которые излучены с меньшего расстояния, чем Т14 световых лет. |
NASA показало крупнейшую из известных спиральных галактик во Вселенной
Другой лауреат Нобелевской премии, Джим Пиблс, недавно выдвинул гипотезу, что космические струны могут играть роль в крупномасштабном распределении галактик. Более того, открытое Большое кольцо и Гигантская дуга вместе могут образовать еще большую единую структуру, и тогда вызов традиционному космологическому принципу станет еще более убедительным. Прокомментировать данные открытия мы попросили кандидата физико-математических наук, старшего научного сотрудника Государственного астрономического института имени П. Дело в том, что старая космология оперировала более простыми представлениями о Вселенной. Чтоб решать уравнение общей теории относительности, надо было что-то упростить. Еще лет 20 назад предполагалось, что Вселенная в среднем однородна, что все перепады плотности: планеты — пустота — звезды — пустота — чувствительны только в малых масштабах, но если взять большие куски пространства размером сотни миллионов световых лет, то где ни посмотри, они везде одинаковы. То есть, представлялось, что Вселенная — это такой более-менее однородный кисель. Это, в принципе, недалеко от правды, но чем точнее мы наблюдаем, тем больше тонких различий замечаем в строении разных областей Вселенной. Последние несколько лет это стало уже напрягать космологов. Например, полет нового космического телескопа «Джеймс Уэбб», который летает третий год, выявил два непонятных свойства Вселенной.
Во-первых, в ней очень рано, почти сразу после начала расширения, сформировались первые звездные галактики. Мы всегда предполагали, что это должно было произойти позже.
Её форма и структура, по-видимому, сильно отличается от нашего Млечного Пути, с двумя длинными звёздными рукавами, выходящими из противоположных концов образования, как будто невидимые гиганты играют с галактикой в перетягивание каната. Недавно опубликованное изображение показывает галактику целиком, объединяя изображения, сделанные в видимом свете, дальнем ультрафиолетовом и инфракрасном диапазонах.
Оба орбитальных телескопа на сегодняшний день уже выведены из эксплуатации, так что фотографии галактики NGC 6872 можно считать одним из их последних посланий людям. Предполагается, что NGC 6872, расположенная на расстоянии около 212 миллионов световых лет от Земли, имеет такую вытянутую форму из-за гравитационного взаимодействия с соседней дисковой галактикой IC4970, масса которой составляет всего одну пятую массы её большего соседа.
На самом деле реальные масштабы Вселенной мы не можем представить и приблизительно. Тем не менее, если взглянуть на размер известной Вселенной и представить, что человек мог путешествовать один световой год в секунду, ему потребовалось бы почти 3000 лет, чтобы добраться с одной ее стороны на другую. Достаточно сложно представить а еще сложнее понять, как это подсчитали ученые , что на планете находится примерно 7,5 квинтиллионов песчинок это 7,5 с 18 нулями. Их примерно в 5-10 раз больше в уже изученной части Вселенной, и это без учета планет и их спутников. На расстоянии от 38 миллионов до 260 миллионов километров свету требуется от 2 до 15 минут , чтобы добраться от Земли до Венеры. Поскольку сигнал связи движется со скоростью света, это означает, что между ответами может проходить до 30 минут во время телефонного разговора с кем-то гипотетическим с Венеры.
Именно до нашего естественного спутника от поверхности свету придется добираться 1. Казалось бы, чуть больше мгновения.
Состояние электронов в атоме описывается законами квантовой механики. Нахождение электрона в атоме описывают как электронное облако определенной формы. Электронные облака изображают с помощью моделей — атомных орбиталей различной формы. Электронная конфигурация атомов распределение электронов по орбиталям определяет его химические свойства. Атомы могут соединяться, образуя большое разнообразие более сложных структур, существование которых обусловлено химической связью, имеющей электростатическую природу. Оценить размеры молекул можно по длинам связей расстояние между центрами атомов, связанных химической связью.
В молекуле воды Н2О расстояние между центрами атомов кислорода и водорода составляет около 10-10 м. Атомы могут соединяться в еще более крупные молекулы и образовывать длинные цепочки полимеров. Размеры таких молекул могут достигать нескольких сотен нанометров. Например, длина молекулы мышечного белка миозина составляет около 200 нм. С помощью электронного микроскопа была установлена форма молекул миозина, а рентгенограмма показала его вторичную структуру. Самые небольшие молекулы нуклеиновых кислот вирусов, состоящие всего из нескольких тысяч нуклеотидов, могут достигать в длину несколько сотен нанометров. Последние десятилетия активно развиваются прикладные исследования структур, размеры которых находятся в интервале 1 — 100 нанометров. Результаты изучения фуллеренов, фуллеритов, углеродных нанотрубок, молекул белков, нанокристаллов, кластеров, тонких пленок и других структур размером от 10-9 до 10-6 м лежат в основе современных нанотехнологий.
Мир объектов таких масштабов стали называть наномиром Вернемся к строению атома. Ядро атома имеет размеры порядка 10-15 м и состоит из нуклонов, протонов и нейтронов. Существование протонов и нейтронов в ядре определяется сильным взаимодействием, которое может проявляться только на таких малых расстояниях. Протоны и нейтроны, как и другие объекты микромира, обладают двойственной корпускулярно-волновой природой. Нейтроны и протоны не являются элементарными частицами и в своем составе имеют еще более мелкие частицы — кварки, размер которых оценивается уже в 10-18 м. Размеры такого порядка соответствуют масштабам электрона. Проникнуть еще глубже в микромир ученые еще не могут. Современные способы изучения структур микромира основаны на наблюдениях за столкновениями между различными частицами.
Чем меньше частица, тем больше энергии ей нужно сообщить. Эта энергия сообщается частицам при разгоне на ускорителях. Причем, чем больше энергии требуется, тем больше должен быть размер ускорителя. Современные ускорители имеют размеры в несколько километров например, Большой адронный коллайдер , однако даже этих размеров недостаточно для проникновения в структуры объектов порядка 10-18 — 10-19 м, размер необходимых для этого ускорителей сопоставим с размерами земного шара. Все современные методы исследования объектов различного масштаба основываются на использовании сложнейших приборов. Современные электронные микроскопы, использующие вместо света пучок электронов, позволяют получить изображения, где различимы отдельные атомы. Для изучения объектов мегамира используются, например, различные телескопы оптические, радиотелескопы, космические телескопы и межпланетные станции.
Размер Вселенной - минимум 156 миллиардов световых лет
И вот вам итоговый результат для Вселенной возрастом 13,8 миллиарда лет: Если бы Вселенная была наполнена лишь излучением, объект, чей свет только сейчас дошёл бы до нас после путешествия длительностью в 13,8 млрд лет, находился бы на расстоянии 27,6 млрд световых лет от нас. Если бы Вселенная была наполнена лишь материей, объект, чей свет только сейчас дошёл бы до нас после путешествия длительностью в 13,8 млрд лет, находился бы на расстоянии 41,4 млрд световых лет от нас. Если бы Вселенная была наполнена лишь тёмной энергией, никакой свет до нас бы вообще не дошёл, поскольку расширение было бы экспоненциальным и по прошествии такого времени мы бы просто ничего не увидели. Но ни один из этих примеров не соответствует реальной Вселенной, в которой перемешаны эти энергии и эта смесь меняется со временем. На ранних стадиях Вселенной в первые несколько тысяч лет доминировало излучение, преимущественно в виде фотонов и нейтрино. Потом случился фазовый переход и материя нормальная и тёмная стала преобладающей компонентой на миллиарды лет. И совсем недавно, уже после формирования Солнечной системы и Земли, тёмная энергия стала доминантой.
Поскольку тёмная энергия не была и не будет единственным источником энергии Вселенной, мы никогда не окажемся в ситуации, в которой свет до нас не дойдёт. Но её достаточно, чтобы раздвинуть границы Вселенной дальше, чем в варианте с одной только материей: до 46,1 миллиарда световых лет. Это контринтуитивно, но нужно помнить: 13,8 миллиарда лет назад вся наблюдаемая Вселенная была меньше, чем наша сегодняшняя Солнечная система! Расширение Вселенной началось очень быстро и со временем замедлялось. Оно продолжает замедляться, но оно асимптотически стремится не к нулю, а к конечной, хотя и большой, величине. Это означает, что свет от очень удалённого объекта, унесённого расширением Вселенной больше, чем на 40 млрд световых лет от нас, может дойти до нас сегодня, совершив по Вселенной путешествие, сравнимое со всей историей её существования.
И когда он дойдёт до нас, мы увидим свет, испущенный в то время, когда Вселенная была чрезвычайно молода. Разница лишь в спектральном красном смещении, которое позволяет нам определить возраст и удалённость этого объекта.
Но чтобы понять, где она находится сейчас, учитывая расширение Вселенной, мы должны внести корректировки. Эти вычисления приводят к удивительному числу: современное расстояние до NGC z13 составляет 33,3 миллиарда световых лет. Это отличается от "расстояния пробега света", которое базируется на времени, необходимом свету, чтобы достичь нас.
Понимая эти два различных способа измерения, мы можем глубже проникнуть в понимание не только размеров Вселенной, но и ее динамичной природы. В изучении космических пространств астрофизики часто опираются на феномен красного смещения. Этот метод позволяет им с высокой степенью уверенности определить расстояния до наиболее удаленных объектов Вселенной. Ключевым показателем здесь выступает индекс красного смещения, который, будучи единственной переменной, рассеивает всякую неопределенность относительно расстояния до далеких астрономических тел. Однако важно понимать, что расчет реального расстояния на основе красного смещения может варьироваться в зависимости от принятых значений темпа расширения Вселенной, поскольку научное сообщество до сих пор не пришло к единому мнению относительно скорости этого расширения — этот факт и стал основой для так называемого кризиса в космологии.
Так, если взять за пример галактику GS z13, мы можем оценить диаметр наблюдаемой Вселенной в прошлом как 27,6 миллиарда световых лет. Однако, учитывая непрерывное расширение пространства, сопутствующий диаметр Вселенной растягивается до внушительных 93 миллиардов световых лет. Следует заметить, что эти расчеты касаются лишь наблюдаемой части Вселенной, в пределах которой свету хватило времени, чтобы достичь Земли за 13,8 миллиардов лет существования космоса. Тем не менее, существуют области, лежащие за пределами наблюдаемого, о которых нам ничего не известно, поскольку свет оттуда еще не успел добраться до нас. Эти неведомые пространства могут скрывать столько же тайн, сколько и горизонт событий черной дыры, из которого мы не способны получить информацию из-за непреодолимого барьера гравитации.
Астрономы обнаружили галактику в 13,5 миллиардов световых лет от Земли 9 апреля 2022, 12:38 Астрономы обнаружили галактику в 13,5 миллиардов световых лет от Земли 9 апреля 2022, 12:38 Международная группа астрономов обнаружила самую далекую галактику в истории под названием HD1, которая находится примерно в 13,5 миллиардах световых лет от Земли, согласно данным Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики, сообщает UPI. В статье, опубликованной на этой неделе в Ежемесячных уведомлениях Королевского астрономического общества, отмечается, что HD1 может создавать звезды с поразительной скоростью и даже может быть домом для так называемых звезд населения III самые первые звезды во Вселенной, которые до сих пор никто не видел.
В частности, теперь можно увидеть даже галактики, которые появились спустя всего 500 миллионов световых лет после Большого взрыва. Самая далекая и отдаленная галактика, запечатленная на снимке, обладает свечением в одну миллиардную долю того, что может воспринимать человеческий глаз. Как отмечается в отчете NASA, этот «портрет Вселенной» — наглядный пример, как галактики меняются со временем. С его помощью ученые могут приблизиться к разгадке того, как появилась Солнечная система и зародилась жизнь на Земле.
Верно ли, что вселенная имеет размер 13,8 миллиардов световых лет?
Специалисты заявили, что размеры NGC 6872 в поперечнике (то есть от начала одного «хвоста» до конца другого по диагонали) составляют 522 тысячи световых лет. Согласно современным представлениям, размер Вселенной составляет примерно 45,7 миллиардов световых лет (или 14,6 гигапарсек). Если представить, что Солнечная система, а именно Земля — центр Вселенной, то наблюдаемая Вселенная будет представлять собой шар с радиусом около 46,5 миллиарда световых лет и увидеть галактику на расстоянии 20 миллиардов световых лет — норма. Согласно современным представлениям, размер наблюдаемой Вселенной составляет примерно 45,7миллиардовсветовыхлет (или 14,6 гигапарсек).
Насколько велика Вселенная? Можно ли вообще ответить на этот вопрос?
Вселенная, несомненно, огромна. Но насколько она большая? Размер Вселенной является одним из фундаментальных вопросов астрофизики. На него невозможно ответить. Но это не мешает ученым пытаться. Галлахер сказал, что чем ближе объект во Вселенной, тем легче измерить его расстояние. Еще проще, все, что нужно сделать ученым, это направить луч света вверх и измерить количество времени, которое требуется, чтобы этот луч отразился от поверхности Луны и вернулся обратно на Землю. Но самые отдаленные объекты в нашей галактике хитрее, сказал Галлахер. В конце концов, для их достижения потребуется очень сильный луч света. И даже если бы у нас были технологические возможности, чтобы отправить свет так далеко, у кого есть тысячи лет, чтобы ждать, пока луч отскочит от отдаленных планет и вернется к нам?
У ученых есть несколько хитростей для работы с самыми отдаленными объектами во Вселенной.
Как выглядит Млечный Путь Млечный Путь в масштабах космоса — тонкий диск. Когда люди с Земли смотрят на его центр, то видят общее свечение большинства звезд галактики.
Однако когда поворачивают взгляд в сторону, то наблюдают только звезды, которые находятся недалеко от Солнечной системы. По оценкам ученых, Млечный Путь примерно в 1 трлн раз тяжелее Солнца. Согласно мифам Древней Греции, жена Зевса и верховная богиня Гера случайно разлила молоко по всему небу.
Невозможно узнать, кто первым заметил Млечный Путь — наши предки любовались им каждую ночь. В 1610 году Галилео Галилей с помощью созданного им телескопа впервые в истории обнаружил , что свечение Млечного Пути происходит благодаря отдельным звездам. В 1923 году астроном Эдвин Хаббл детально проанализировал туманность Андромеды и выяснил, что перед ним отдельная галактика Андромеды, которая расположена на расстоянии 2,5 млн световых лет от Земли.
Dalcanton, B. Williams, and L. Gendler Что находится в центре Млечного Пути Млечный Путь составляют три основные части — ядро, диск и гало: ядро — область в центре Млечного Пути, которая вытянута в форме полосы длиной 5—30 тыс.
Учитывая, что скорость света является максимально возможной, можно ожидать, что радиус Вселенной не превышает 13,8 млрд св. Однако на самом деле всё несколько сложнее. Скорость расширения Вселенной не постоянна, сегодня она увеличивается. При этом ограничение скорости света на него не действует, так как это ограничение лишь говорит о том, что сигналы о разных событиях не могут распространяться быстрее света, а в принципе сверхсветовые скорости в физике возможны. В итоге считается, что вся наблюдаемая нами Вселенная представляет собой сферу с центром в Земле и радиусом 46 млрд св. Увидеть более отдаленные области не позволяет как раз то самое ограничение скорости света.
Однако недавние исследования показывают, что теперь расширение снова ускоряется из-за таинственной тёмной энергии, которая составляет большую часть энергетического содержания Вселенной, но о её природе сейчас мало что известно. Итак, у нас есть: сингулярность — Большой взрыв — расширение Вселенной. Существует также гипотеза космической инфляции: она говорит, что никакой сингулярности не было, а Большому взрыву предшествовало другое, особое состояние Вселенной — инфляционное. Но об этом как-нибудь в другой раз. Границы Вселенной Сегодня мы видим Вселенную в том виде, в котором она существует спустя 13,8 миллиарда лет после Большого взрыва. И вот теперь как раз стоит поговорить о границах. Однако стоит отметить, что понятие «границ Вселенной» может быть не совсем корректным, поскольку само пространство и время на самом деле могут быть не такими, как мы привыкли их понимать.
И размер вселенной из-за непостоянства её пространства-времени зависит от того, какое определение расстояния принять. Сопутствующее расстояние до самого удалённого наблюдаемого объекта составляет около 14 миллиардов парсеков эквивалентно 46 миллиардам световых лет во всех направлениях. Художественное изображение Наблюдаемой Вселенной в логарифмическом масштабе. В центре Солнечная система, внутренние и внешние планеты, пояс Койпера, облако Оорта, Альфа Центавра, рукав Персея, галактика Млечный Путь, галактика Андромеды, соседние и дальние галактики, крупномасштабная структура Вселенной и реликтовое излучение. Важно отметить, что свет от самых дальних наблюдаемых объектов вскоре после Большого взрыва, дошёл до нас всего за 13,8 миллиарда световых лет, что значительно меньше, чем сопутствующее расстояние до этих объектов, равное 46 миллиардам световых лет, опять же из-за расширения Вселенной. Эта вертикально ориентированная логарифмическая карта Вселенной охватывает почти 20 порядков величины, уводя нас от планеты Земля к краю видимой Вселенной. Каждая большая отметка на шкале справа соответствует увеличению шкалы расстояний в 10 раз.
Войти на сайт
В частности, наблюдения за реликтовым излучением при помощи «Планка» и BICEP указывают на то, что размеры обозримой Вселенной составляют порядка 46 млрд световых лет. Текущие расчеты говорят, что наблюдаемая Вселенная простирается на 46,5 миллиарда световых лет во всех направлениях. Каков размер наблюдаемой Вселенной в световых годах? SunPlanets. Мысли о гигантском размере Вселенной многих пугают. Мы знаем, что видимая Вселенная протянулась на десятки миллиардов световых лет.
Мир за пределами Млечного Пути: как Эдвин Хаббл «раздвинул» границы Вселенной
Согласно современным представлениям, размер Вселенной составляет примерно 45,7 миллиардов световых лет (или 14,6 гигапарсек). 156 миллиардов световых лет. Но Вселенная постоянно расширяется, и расстояние в световых годах до GN-z11 сейчас намного больше — около 32 миллиардов.
Учёные рассчитали поперечник Вселенной
| ВИДИМ ЛИ МЫ ВСЕЛЕННУЮ? | Наука и жизнь | Внутри сот, размер которых составляет примерно 100 миллионов световых лет, практически отсутствуют звезды и какая-либо материя. |
| NASA показало крупнейшую из известных спиральных галактик во Вселенной | 3 Какого размера Вселенная? 4 Сколько лет Вселенной? |
| Каковы размеры нашей Вселенной? – свежие статьи и интересная информация - Fiteria | Но он переоценил размеры Галактики (современная оценка диаметра — 100 тыс. световых лет) и был не прав относительно спиральных туманностей. |
Радиус видимой Вселенной
По их оценкам, возраст Вселенной может составлять 26,7 миллиарда лет — такие данные возможны, если совместить модель Lambda-CDM и теорию усталого света Цвикки, то есть рассматривать красное смещение как гибридное явление. Логарифмический график зависимости размера наблюдаемой Вселенной, в световых годах, от количества времени, прошедшего с момента Большого взрыва. Говорят, что размер наблюдаемой Вселенной составляет около 93 миллиардов световых лет в поперечнике. Каков размер наблюдаемой Вселенной в световых годах? SunPlanets.